金納米棒引發(fā)癌細胞死亡機制的研究.pdf

1、本課題的前期研究發(fā)現(xiàn)我們精心設計的金納米棒能特異性的靶向并能殺傷癌細胞，對正常細胞影響很小，而目前對此特異現(xiàn)象的機理研究不多。鑒于此，本課題的目標是分析、證實并闡明金納米棒能特異性的殺傷癌細胞的相關機制。
　　本課題首先從細胞與納米粒子的相互作用入手，按照內吞顆粒度大小，內吞主要包括吞噬、巨噬，網格蛋白介導的內吞、小窩蛋白介導的內吞、以及相關蛋白介導的離子通道。在此基礎上，我們進一步合成尺寸大小約30-60nm的金納米棒，通過純化

2、后，經牛血清（FCS/FBS）孵育后其粒徑大小不超過100nm。相關研究已證實，50-100nm的顆粒主要是通過網格蛋白介導的內吞方式進入細胞內，部分通過小窩蛋白介導的內吞方式。其次著重調研內吞囊泡在胞內遞送的過程，包裹的金納米棒進入細胞后形成早期內涵體，進一步發(fā)展成為晚期內涵體，部分與初級溶酶體融合最終發(fā)展為次級溶酶體（即成熟的溶酶體），另一部分與自噬體融合形成自噬內涵體（Amphisome），再與溶酶體融合形成自噬溶酶體；最后通過流

3、式凋亡檢測、激光共聚焦檢測和western blot檢測，全面證實了金納米棒與溶酶體的關系。金納米棒表面的蛋白分子被溶酶體內的各類水解酶水解成小分子單體（例如氨基酸、磷脂單分子、單糖等）為細胞內合成提供原料，而金納米棒不能被降解，并對溶酶體的通透性產生作用，尤其在癌細胞中表現(xiàn)最為明顯，相對于正常細胞，癌細胞的溶酶體膜更加脆弱，對此特異性差異，我們認為這主要是由于癌細胞溶酶體膜組分和正常細胞有巨大差異造成的；溶酶體在較低的通透性下，能促使

4、激活細胞凋亡途徑；在大量高程度的破損情況下，促使細胞快速進入壞死途徑；主要原因是溶酶體相關的水解蛋白酶分別激活了凋亡和壞死程序。
　　在此基礎上，我們選用前期研究使用的MCF-7細胞作為代表，進一步研究金納米棒與細胞相互作用機理，我們經過研究分析發(fā)現(xiàn)：金納米棒作用MCF-7細胞過程中，MCF-7細胞前期表現(xiàn)為壞死，后期表現(xiàn)為凋亡；這是因為，溶酶體破壞后，組織蛋白酶等通過sk-1刺激腫瘤壞死因子TNF，RIP1-RIP3復合物的形成

5、，激活了壞死程序；此時，NF-κB通路進行自我修復和自救，隨著Caspase8后來表達量的增加，進而剪切 RIP1，抑制了腫瘤的壞死，使癌細胞進入了凋亡程序；啟動凋亡程序的通路還有Caspase8凋亡通路（由Caspase8激活Caspase3），Caspase9線粒體凋亡通路（由Caspase9激活Caspase3）以及金納米棒引發(fā)的自噬堆積引發(fā)的細胞衰老和凋亡信號。但這些信號的產生都歸因于溶酶體膜在金納米棒作用下產生的通透性。